导弹目标红外场景仿真技术的研究与实现_论文


维普资讯 http://www.cqvip.com 第 2 卷第 5 7 期  20 0 6年 9月  宇  航  学  报  J u a  fA t n uis o r lo   s o a t   n r c Vo .7 12   No.  5 S pe e  0 6 e tmb r2 0   导 弹 目标 红 外 场 景仿 真 技 术 的研 究 与 实 现  江 龙 ,姜志 国,薛斌 党 ,朱定强 ,蔡 国飙    ( 京 航 空 航 天 大学 宇 航 学 院 ,北 京 10 8 ) 北 00 3  摘  要 :红外场景 的计算机 仿真是导弹预警 系统研 究的重要环节 。首先介 绍 了红 外场 景仿真 系统 整体组 成 ;   然 后 分析 了红 外 场 景 仿 真 系 统 中 导 弹 轨 迹 数 据 处 理 、 景 云 图 变 化 模 拟 、 星 姿 态 扰 动 模 拟 以 及 探 测 器 噪 声 模 拟  背 卫 等关键技术 , 井提 出了具体仿真实现方法 ; 最后进行 了仿真 实验 , 合成 出了部 分导弹/ 背景  像 。   关键 词 :红 外 场 景 仿 真 ;仿 真 图像 ;图 像 合 成 ;模 型  中 图 分 类 号 :T 3 1 P 9  文 献 标 识 码 :A   文 章 编 号 :10 .38 20 )518 .4 0012 (060 .070  0 引言  1 红 外仿 真 系统 组成  在 预警 卫 星 红外 探 测 、 外 成 像 制 导 系统 的仿  红 真中, 目标 / 景 的动 态红 外 图像 的获取 是 十分 重 要  背 的 。然 而 , 通过 现 场 实拍 得 到 的 图像 有 很 大 的局 限  对 于 导 弹预 警 卫 星 红 外 仿 真 系 统来 说 , 统 环  系 境主 要 是 由导 弹 目标 、 图背景 、 星 平 台和 红外 探  云 卫 测器 四个部 分 组 成 , 这 些 部 分 的科 学 分 析 与 模 拟  对 是红 外 图像仿 真的关 键  。在 分 析 弹道 导弹 红 外 辐  射特 性 和大气 背 景 红 外 特 性 的基 础 上 , 们 对 红 外  我 图像 仿真 技术 进 行 了深 入 的研 究 , 计 的 系 统 流 程  设 性, 首先很 难获 得 各种气 象 条件 下 的红 外 图像 , 另外  许多军 事 目标 的红 外 图像 也 是 无 法 拍 摄 到 的 , 而且  外场 实拍 要耗 费很 长 的时 间和 大量 的人 力 物力 。红  外 图像 的计 算 机仿 真生 成 技术 很好 地解 决 了这 一 问  ? 图如 图 1 示 , 中 主要 模 块 按处 理顺 序 分 为 数 据  所 其 输入 、 据处 理 、 数 结果 输 出 三部 分 。数 据输 入 模块 包  题 。 目前 , 直接 使 用红 外 目标仿 真 软件 包 , 合 传热  结 学定 律 和红外 传感 器模 型进 行 图像 仿真 是 红外 图像  仿真工 作 的主 要 思 路… 。G v  oe 等 人 使 用 其  ai Pw l n l 特殊 模 型 完 成 了 红 外 和 激 光 雷 达 数 据 的 仿 真 工  作  ; 亚 平等分 析 了各 种辐 射对 成像 的影 响 , 出 吴 给   了辐射 计 算 公 式 及 无 源 场 景 温 度 求 解 方 法 , 用  利 SnoVs n 件生 成 了 各种 波 段 的 红 外 图像  ; esri o 软 i 黄  括读 取背 景能 量 数 据 , 目标 能 量 数 据 以及 弹 道 信 息  数据 ; 据处 理 模块 包括 导 弹轨 迹 数 据处 理 , 数 背景 云  图随机 变化 模拟 , 星姿 态 扰 动模 拟 , 卫 探测 器 噪声 模  拟 , 弹/ 景 的合 成 ; 果 输 出模 块 为 输 出 包 含 目 导 背 结   标 和背 景 的序 列仿 真 图像 。本 文将 主要对 数 据处 理  模块 做详 细 分析 讨论 。   2 数 据 处理  常青 等分析 了飞机 目标 红 外 辐 射 特 性 , 用 L WT  应 O . RN A 7软 件包 进 行 了 目标 和 背 景 的 动 态 图像 仿 真计  算, 生成 了 各 种 状 态 下 的 飞 机 目标 的 动 态 红 外 图  像  。像 V g ea的 Sno  io 、 国 空 军 地 球 实 验  e srVs n 美 i 室 的 L WT A   O R N 7等仿 真 软 件 包尽 管 有 便 于快 速 开  2 1 导 弹轨迹 数据 处 理  . 在 导 弹 预警 卫 星红 外 仿 真 系统 中 , 弹 日标 在  导 图像 中 的位 置 的正 确计 算 是非 常 重要 的环节 。只有  发 和可信 度较 高 的特点 , 同时也 有价 格 高 , 便 于  但 不 定 制等 不足 。本文 通 过对 仿真 过 程 中的一 些关 键技  术 的详 细分 析建模 , M c s t C+ . 用 i oo   r f V +6 0编程 设计  把导 弹 目标 添 加到 图像 中的正 确位 置 上才 能 进行 后  续 目标 检测 和 弹道估 计 。 由于观 测 卫星 与 导弹距 离  为数 万 公里 , 以在 预警 卫 星 观测 下 , 弹 目标在 红  所 导 外 图像 中所 占面积 不 到一 个像 素 。   通 常情 况 下 , 弹道 数据 是 建立 在 大地 坐标 系    F, 而红 外 探测 器是 安 装 在 卫 星 平 台 上 , 因此 需 要 根 据  空 间转 换关 系 把大 地坐 标 系下 的 弹道 数据 转 换到 卫  开发 了导 弹 预警 卫 星红 外 图像 仿 真软 件 , 成 了不  生 同场景 下 的动态 红外 图像 序列

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